DE2842156A1 - DEVICE FOR HOMOGENIZING A PARTICLE-LOADED FLOW - Google Patents
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Description
SCHUMANNSTH. O7 · D-4OOO DÖÖSELDOHK Telefon: (0211) 683346 Λ Telex; 08586513 cop d SCHUMANNSTH. O7 · D-4OOO DÖÖSELDOHK Telephone: (0211) 683346 Λ Telex; 08586513 cop d
PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ ■ Dipl.-lng. R. KNAUF ■ Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER Dipl -Ing. H. B. COHAUSZPATENT LAWYERS:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ ■ Dipl.-Ing. R. KNAUF ■ Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER Dipl -Ing. HB COHAUSZ
AENOLD LOUIS MAHLER
Heelsum (Niederlande)AENOLD LOUIS MAHLER
Heelsum (Netherlands)
Vorrichtung zum Homogenisieren einer teilchenbeladenen StrömungDevice for homogenizing a particle-laden flow
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Homogenisieren einer teilchenbeladenen Strömung, insbesondere einer faserbeladenen Fluidströmung.The invention relates to a device for homogenizing a particle-laden flow, in particular a fiber-laden one Fluid flow.
Ein mit herkömmlichen pneumatischen Vorrichtungen hergestelltes Faservlies mit zufälliger Anordnung der Fasern zeigt Unregelmäßigkeiten im Aussehen. Bei diesen Unregelmäßigkeiten lassen sich solche mit Schwankungen in Maschinenrichtung und andere mit Schwankungen quer zur Bahnrichtung unterscheiden. Die Unregelmäßigkeiten der erstgenannten Art haben eine langwellige Frequenz und hängen hauptsächlich von den Unregelmäßigkeiten in dem Material ab, daß in die Karde eingespeist wird. Die Unregelmäßigkeiten der zweiten Art zeichnen sich durch rasch aufeinanderfolgende plötzliche Schwankungen aus, die als in Maschinenrichtung aufeinanderfolgende dichte und leichte Bänder in Erscheinung treten und hauptsächlich von der Flockenform des in die Karde eingespeisten Materials und den Auskämmeigenschaften der Karde abhängen.A nonwoven fabric made with conventional pneumatic devices with random arrangement of the fibers shows irregularities in appearance. These irregularities can be identified with variations in the machine direction and others with fluctuations across the web direction. The irregularities of the former Species have a long wave frequency and depend mainly on the irregularities in the material, that is fed into the card. The irregularities of the second type are characterized by rapidly successive ones sudden fluctuations appear as machine-directional dense and light bands in Appearance occur and mainly from the flake shape of the material fed into the card and the combing properties depend on the card.
32 266
U/-32 266
U / -
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Mit der Erfindung wird eine Unterdrückung von Unregelmäßigkeiten der zweiten Art und eine möglichst gleichmäßige Verteilung von Fasern oder anderem Material über den Querschnitt einer Fluidströmung angestrebt, die im Falle von Fasern auch zu einer gleichmäßigen Verteilung dieser Fasern in dem hergestellten Vlies führt.The invention provides for a suppression of irregularities of the second type and a suppression of irregularities that is as uniform as possible Distribution of fibers or other material over the cross-section of a fluid flow sought, which in the case of Fibers also leads to a uniform distribution of these fibers in the fabric produced.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Strömungskanal, dessen Wände allmählich in eine rechteckige Form von einer am Ende des Strömungskanals gewünschten Breite übergehen und der im Innern mit mindestens einer Mischstation ausgerüstet ist, die aus zwei Arten von sich nicht berührenden Strömungsleitblechen mit zugehörigen Befestigungselementen bestehen, deren Hauptabmessungen sich im wesentlichen parallel zu den Hauptabmessungen der rechteckigen Wände erstrecken und die so geformt sind, daß die eintretende Strömung mit rechteckigem Querschnitt in zwei im wesentlichen gleiche Strömungsteile unterteilt wird, die einem Weg folgen müssen, in dessen Verlauf die Breite des ursprünglichen Strömungsquerschnitts eines jeden Strömung steils auf das Doppelte vergrößert wird und ein Strömungsteil über den anderen zu liegen kommt.According to the invention, this object is achieved by a flow channel, its walls gradually change into a rectangular shape from one desired at the end of the flow channel Passing width and which is equipped inside with at least one mixing station, which consists of two types of itself non-touching flow baffles with associated fastening elements exist, the main dimensions of which extend substantially parallel to the main dimensions of the rectangular walls and which are shaped so that the incoming flow with a rectangular cross-section is divided into two essentially equal flow parts, which must follow a path in the course of which the width of the original flow cross-section of each flow is increased steeply to double and one part of the flow comes to lie above the other.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims specified.
Durch die Vorrichtung wird auf den teilchenbeladenen Fluidstrom über den ganzen Querschnitt eine Mischwirkung ausgeübt, so daß eine höhere Gleichmßigkeit in der Verteilung der Teilchen, insbesondere Fasern, Monifilamenten oder Flocken, erhalten wird.The device has a mixing effect on the particle-laden fluid flow over the entire cross section exercised, so that a higher uniformity in the distribution of the particles, especially fibers, monifilaments or Flakes, is obtained.
Um die Mischwirkung zu verstärken und zu verfeinern, sind am besten mehrere Mischstationen hintereinander angeordnet. In order to strengthen and refine the mixing effect, it is best to arrange several mixing stations one behind the other.
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Zur Verstärkung der Wirksamkeit mehrerer hintereinander angeordneter Mischstationen ist es vorteilhaft, die aufeinanderfolgenden Mischstationen so auszubilden, daß die Strömung mit rechteckigem Querschnitt an den einzelnen Stationen fortschreitend in jeweils zwei Teilströme unterteilt wird, die zunächst übereinander strömen, im weiteren Verlauf des Strömungsweges aber gezwungen werden, nebeneinander zu strömen.To increase the effectiveness of several mixing stations arranged one behind the other, it is advantageous to use the consecutive To train mixing stations so that the flow with a rectangular cross-section to the individual Stations is progressively divided into two partial flows, which initially flow over each other, then Course of the flow path but are forced to side by side to stream.
Damit eine einfache Vorrichtung erhalten wird, ist es zweckmäßig, daß die fortschreitende Unterteilung geometrisch ist.So that a simple device is obtained, it is expedient that the progressive subdivision is geometrical is.
Um diese Bedingungen zu erfüllen, ist es am besten, daß die Größe des rechteckigen Querschnitts des Strömungskanals sich ändert.In order to meet these conditions, it is best that the size of the rectangular cross section of the flow channel changes.
Unter bestimmten Umständen ist es wünschenswert, daß die lineare Transportgeschwindigkeit der Teilchen sich in Strömungsrichtung ändert. Um dies zu erreichen, erstreckt sich die vorstehend erwähnte Größenänderung in erster Linie auf die Höhe des Strömungskanals und kann proportional oder exponential zur Länge des Strömungskanals sein.In certain circumstances it is desirable that the linear velocity of transport of the particles be in the direction of flow changes. In order to achieve this, the above-mentioned resizing extends primarily at the height of the flow channel and can be proportional or exponential to the length of the flow channel.
Um örtliche Verstopfungen oder ein Anhaften der Teilchen an den Kanalwänden oder den Oberflächen der Strömungsleitbleche und deren Befestigungselementen zu vermeiden, sind diese Flächen poliert und den den Kanten abgerundet, wie dies bei faserbeladenen Fluidströmungen auf jeden Fall erforderlich ist, und die Bauteile sind aus einem die Elektrizität leitenden Material hergestellt, so daß elektrostatische Aufladungen rasch abgeleitet werden.Local blockages or adherence of the particles to the channel walls or the surfaces of the flow baffles and to avoid their fasteners, these surfaces are polished and the edges rounded, like this is absolutely necessary in the case of fiber-laden fluid flows, and the components are made up of electricity conductive material so that electrostatic charges are quickly dissipated.
Damit die Strömung in dem Kanal so wenig wie möglich gestört und der gewünschte Mischeffekt erzielt wird, sind die Befestigungselemente in Strömungsrichtung am besten stromlinienförmig ausgebildet, so daß sie durch eine dyna-So that the flow in the channel is disturbed as little as possible and the desired mixing effect is achieved the fastening elements are best designed to be streamlined in the direction of flow, so that they are
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mische Saugwirkung mit dem benachbarten Strömungsleitblech in der Umformung der betreffenden Fluidsäule zusammenwirken. mix suction with the adjacent flow baffle cooperate in the deformation of the relevant fluid column.
Die Teilchen in dem teilchenbeladenen Fluidstrom können entweder kurze Zellstoff- oder Halbzellstoff-Fasern, z.B.' für die Papierherstellung, oder Textilstapelfasern, Monofilamente, Garne oder Mischungen davon sein. Ein mit Fasern, Monofilamenten und/oder Garn beladener Fluidstrom kann einer an sich bekannten Vorrichtung zur Vliesbildung zugeführt werden.The particles in the particle-laden fluid stream can be either short pulp or semi-pulp fibers, e.g. for paper production, or textile staple fibers, monofilaments, Be yarns or mixtures thereof. A fluid stream loaded with fibers, monofilaments and / or yarn can be fed to a device known per se for forming fleece.
Die Vorrichtung kann aber auch bei mit Faserflocken Fluidströmen und und Fluidströmen, die mit nicht faserförmigen Teilchen beladen sind, angewendet werden. Auch kann die Vorrichtung mit anderen, bekannten Vorrichtungen zur Strömungsbeeinflussung zusammenwirken, beispielsweise mit Stoffauflaufkästen von Ein- oder Doppelsieb-Papiermaschinen. However, the device can also flow fluid with fiber flocks and fluid streams loaded with non-fibrous particles can be used. Can also Device with other, known devices for influencing flow interact, for example with headboxes of single- or twin-wire paper machines.
In der Zeichnung ist ein Beispiel der Vorrichtung schematisch dargestellt. Es zeigen:An example of the device is shown schematically in the drawing. Show it:
Fig. 1 einen Strömungskanal im Längsschnitt;1 shows a flow channel in longitudinal section;
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Strömungskanal nach Fig. 1 mit entfernter oberer Wand;FIG. 2 shows a plan view of the flow channel according to FIG. 1 with the upper wall removed; FIG.
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Strömungsleitblechs im Schnitt;3 shows a side view of a flow guide plate in section;
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Strömungsleitblech nach Fig. 3; sowie dieFIG. 4 shows a plan view of the flow guide plate according to FIG. 3; FIG. as well as the
Figg. 4 bis 7 perspektivische Ansichten.Figg. 4 to 7 perspective views.
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Beschrieben wird eine Vorrichtung zum Homogenisieren eines faserbeladenen Fluidstromes.A device for homogenizing a fiber-laden fluid flow is described.
Wie vorstehend bereits angegeben, besteht die Aufgabe der Vorrichtung darin, einen faserbeladenen Fluidstrom von rechteckigem Querschnitt an jeder Station (senkrecht) in zwei Teilströme aufzuteilen, von denen einer gezwungen wird, den anderen zu "überlagern", während gleichzeitig die Breite der beiden Teilströme vergrößert wird. Auf diese Weise wird der zunächst einheitliche Strom in zwei Teilströme zerlegt, die übereinander strömen und sich schließlich wieder vereinigen, wobei die Gesamtbreite die gleiche wie diejenige des ursprünglichen Stromes ist. Jeder Teilstrom wird verbreitert, bis seine Breite das Doppelte der ursprünglichen Teilstrombreite und seine Höhe die Hälfte der ursprünglichen Teilstromhöhe beträgt. Die Umformung der Teilströme wird durch Strömungsleitbleche bewirkt.As already stated above, the object of the device is a fiber-laden fluid stream of rectangular cross-section at each station (vertically) to be divided into two partial flows, one of which is forced is to "superimpose" the other, while at the same time the width of the two substreams is increased. To this In a way, the initially uniform stream is broken down into two partial streams, which flow over each other and finally separate reunite with the overall width the same as that of the original stream. Every partial stream is widened until its width is twice the original partial flow width and its height is half the original partial flow height. The transformation of the partial flows is effected by flow baffles.
Dieses Prinzip kann nach Bedarf mehrmals wiederholt werden, und zwar in "Stationen", die in dem Strömungskanal hintereinander angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, die beiden zunächst übereinander strömenden Teilströme in zwei nebeneinander strömende Teilströme überzuführen. Dies ist in der Zeichnung dargestellt.This principle can be repeated several times as required, namely in "stations" which are arranged one behind the other in the flow channel. This makes it possible to use the to convert two partial streams initially flowing one above the other into two partial streams flowing side by side. This is shown in the drawing.
In Figur 1 ist ein Längsschnitt des Strömungskanals 11 schematisch dargestellt. Dieser Kanal 11 kann dem sich erweiternden Teil 11 des Luftkanals 11, 12 einer Vorrichtung entsprechen, die in der Patentanmeldung mit dem Titel "Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung pneumatisch abgelegter Faservliesbahnen" beschrieben ist. Die durch voll ausgezogene Linien dargestelltenStrömungsleitbleche 1 sind auf dem Boden 2 des Strömungskanals 11 befestigt, während die durch gestrichelte Linien angedeutetenStrömungsleitbleche 3 von der (in Fig. 1 entfernten) Deckplatte 4 des Strömungskanals 11 herabhängen. Man beachte, daß sich die Endkanten 5, 6 der Strömungsleitbleche 1, 3 nicht berühren.FIG. 1 shows a longitudinal section of the flow channel 11 shown schematically. This channel 11 can expand Part 11 of the air duct 11, 12 of a device correspond to those in the patent application entitled "Method and device for the production of pneumatically deposited Nonwoven webs ". The flow baffles 1 shown by solid lines are attached to the bottom 2 of the flow channel 11, while the flow baffles indicated by dashed lines 3 hang down from the cover plate 4 of the flow channel 11 (removed in FIG. 1). Note that the Do not touch the end edges 5, 6 of the flow guide plates 1, 3.
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Bei dem hier beschriebenen Beispiel sind in dem Strömungskanal 11 drei fortschreitend feiner arbeitende Ausgleichsstationen A, B und C vorgesehen, deren Strömungsleitbleche fortschreitend unterteilt sind. Aus Figur 2 ist ersichtlich, wie sich die Breite der Strömungsleitbleche bei den aufeinanderfolgenden Stationen ändert. Auch ist zu erkennen, daß die Strömungsleitbleche an den Seitenwänden des Strömungskanals 11 als Leitbleche von halber Größe ausgebildet sind. Abgesehen von der konstruktiven Notwendigkeit dieser Maßnahme, bildet diese Ausbildung offensichtlich eine vorteilhafte Unterstützung für den Ausgleich an den folgenden Stationen.In the example described here, three progressively finer compensating stations A, B and C are provided in the flow channel 11, their flow guide plates are progressively subdivided. From Figure 2 it can be seen how the width of the flow guide plates in the successive stations changes. It can also be seen that the flow baffles on the side walls of the Flow channel 11 designed as baffles half the size are. Apart from the constructive necessity of this measure, this training is obvious an advantageous support for the compensation at the following stations.
Die Wirkung der Strömungsleitbleche 1, 3 ist nur dann zufriedenstellend, wenn sie fest durch stromlinienförmige Teile 7, die zwischen den Leitblechen 1, 3 und den betreffenden Kanalwänden 2, 4 angeordnet sind, an diesen Kanalwänden angebracht sind. Dies ist in den Figuren 3 bis 7 dargestellt.The effect of the flow baffles 1, 3 is only satisfactory if when fixed by streamlined parts 7 between the baffles 1, 3 and the concerned Channel walls 2, 4 are arranged, are attached to these channel walls. This is in Figures 3 to 7 shown.
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht eines Strömungsleitblechs im Schnitt. Das Leitblech 1 steht von der Wand 2 ab und wird durch das Teil 7 gehalten. Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf diese Konstruktion; die Figuren 5 und 6 sind perspektivische Darstellungen davon. Figur 7 veranschaulicht ein an einer Seitenwand 2 angrenzendes Halbelement mit einem Strömungsleitblech 1 und einem stromlinienförmigen Befestigungselement 7.Figure 3 shows a side view of a flow guide plate in section. The guide plate 1 protrudes from the wall 2 and is held by the part 7. Figure 4 shows a plan view of this construction; Figures 5 and 6 are perspective representations thereof. FIG. 7 illustrates a half element adjoining a side wall 2 with a flow guide plate 1 and a streamlined fastening element 7.
Diese Befestigungselemente haben einen wesentlichen Einfluß auf die Strömung des Fluids. Sie erzeugen einen geringen lokalen Unterdruck der Strömung, der bei der Strömung über die benachbarten Leitbleche ausgeglichen wird. Hauptsächlich dadurch wird die Querschnittsverflachung und gleichmäßige Verbreiterung des Strömungsquerschnitts erzielt.These fastening elements have a significant influence on the flow of the fluid. They generate a small one local negative pressure of the flow, which is compensated for by the flow over the adjacent baffles. Mainly this results in the flattening of the cross-section and a uniform broadening of the flow cross-section achieved.
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Es ist selbstverständlich, daß die Innenflächen des ganzen Strömungskanals 11 sowie die Oberflächen der Strömungsleitbleche und ihrer Befestigungselemente hochpoliert und mindestens die Leitbleche, die Befestigungselemente sowie die oberen und unteren Wände des Strömungskanals aus Metall ausgebildet sind — aus Gründen der Festigkeit,aber auch zwecks Ableitung elektrostatischer Aufladungen.It goes without saying that the inner surfaces of the entire flow channel 11 and the surfaces of the flow guide plates and their fastening elements highly polished and at least the baffles, the fastening elements and the upper and lower walls of the flow channel are made of metal - for reasons of strength, but also for the purpose of dissipating electrostatic charges.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird ersichtlich, daß die mit Leitblechen ausgerüstete Ausgleichsvorrichtung nicht nur zum Einsatz an einer Faservliesformmaschine geeignet ist, sondern überall dort verwendet werden kann, wo in einer teilchenbeladenen Fluidströmung eine gleichmäßige Verteilung und Durchmischung der Teilchen erreicht werden soll.From the above description it can be seen that the compensating device equipped with baffles does not is only suitable for use on a fiber fleece forming machine, but can be used wherever in a particle-laden fluid flow a uniform distribution and mixing of the particles can be achieved target.
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Claims (8)
Telefon: (02 Π) 683346 Telex: 08586513 cop d SCHUMANNSTH. 07 D-4000 DÜSSELDORF
Telephone: (02 Π) 683346 Telex: 08586513 cop d
Dipl.-lng.VV. COHAUSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirisch.-Ing. A. GERBER ■ Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZPATENT LAWYERS:
Dipl.-lng.VV. COHAUSZ Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirisch.-Ing. A. GERBER ■ Dipl.-Ing. HB COHAUSZ
Fluidströmung, gekennzeichnet durch einen Strömungskanal (11), dessen Wände (2, 4) allmählich in eine rechteckige Form von einer am Ende des
Strömungskanals (11) gewünschten Breite übergehen und der im Innern mit mindestens einer Mischstation (A, B, C) ausgerüstet ist, die aus zwei Arten von sich nicht berührenden Strömungsleitblechen (1, 3) mit zugehörigen Befestigungselementen (7) bestehen, deren Hauptabmessungen sich im wesentlichen parallel zu den Hauptabmessungen der rechteckigen Wände (2, 4) erstrecken
und die so geformt sind, daß die eintretende Strömung mit rechteckigem Querschnitt in zwei im wesentlichen
gleiche Strömungsteile unterteilt wird, die einem Weg folgen müssen, in dessen Verlauf die Breite des ursprünglichen Strömungsquerschnitts eines jeden Strömungsteils auf das Doppelte vergrößertwird und ein
Strömungsteil über den anderen zu liegen kommt.- Device for homogenizing a particle-laden flow, in particular one laden with fibers
Fluid flow, characterized by a flow channel (11), the walls (2, 4) of which gradually change into a rectangular shape from one at the end of the
Flow channel (11) pass over the desired width and which is equipped inside with at least one mixing station (A, B, C), which consist of two types of non-touching flow guide plates (1, 3) with associated fastening elements (7), the main dimensions of which are extend substantially parallel to the main dimensions of the rectangular walls (2, 4)
and which are shaped so that the incoming flow is substantially rectangular in cross-section in two
equal flow parts is divided, which must follow a path, in the course of which the width of the original flow cross section of each flow part is enlarged to double and one
Flow part comes to lie over the other.
fortschreitenden Unterteilung der Strömung mit recht-32 2663. Apparatus according to claim 2, characterized by a formation of the mixing stations arranged one behind the other (A, B, C), which become one
progressive subdivision of the flow with right-32 266
Größe des rechteckigen Querschnitts des Strömungskanals (11) sich ändert.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the
The size of the rectangular cross section of the flow channel (11) changes.
hauptsächlich die Höhe des Strömungskanals (11) betrifft und proportional oder exponential zur Länge
des Strömungskanals (11) ist.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the change in size
mainly affects the height of the flow channel (11) and is proportional or exponential to the length
of the flow channel (11).
Befestigungselemente (7) in Strömungsrichtung Stromlinienform haben.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the
Fastening elements (7) have a streamlined shape in the direction of flow.
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- 1977-09-28 GB GB40275/77A patent/GB1599895A/en not_active Expired
-
1978
- 1978-09-27 FR FR7827659A patent/FR2404458A1/en active Pending
- 1978-09-28 JP JP11868278A patent/JPS5457776A/en active Pending
- 1978-09-28 DE DE19782842156 patent/DE2842156A1/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4952128A (en) * | 1987-09-22 | 1990-08-28 | Chicopee | Transverse web forming apparatus |
| DE19544816A1 (en) * | 1995-12-01 | 1997-06-05 | Abb Research Ltd | Mixing device |
| US5803602A (en) * | 1995-12-01 | 1998-09-08 | Abb Research Ltd. | Fluid mixing device with vortex generators |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1599895A (en) | 1981-10-07 |
| JPS5457776A (en) | 1979-05-09 |
| FR2404458A1 (en) | 1979-04-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8130 | Withdrawal |